随着工业对于生产效率的需求不断提高，机器人及自动化已经逐渐成为现代化工厂的标配。

        由国际机器人联合会 (IFR) 发布的《新世界机器人 工业机器人 2020》(The new World Robotics 2020 Industrial Robots) 报告显示，2019 年，中国的新机器人销量出货量约为14.05 万台。2020年中国工厂有 78.3 万台工业机器人在运行，增长21%。预计全球工业机器人市场将在2019年至2027年间持续稳定增长。

        根据Statista的数据统计指出，2019年，全球约有270万台工业机器人在运行，市场规模估计将近400亿美元，预计到2027年，市场规模预计将超过1000亿美元。

        机器人市场按照应用来划分，可分为工业机器人、服务机器人和协作机器人等。IFR将工业机器人定义为“自动控制、可重复编程、具有三个或以上可编程轴的多功能机械臂，其机械臂可以是固定的或移动的，用于工业自动化应用程序”。

        协作机器人则定义为是一种和人类在共同工作空间中能进行近距离互动的机器人。与工业机器人不同，协作机器人能和人类近距离接触，在生产生活中充当不同的角色，如在办公室环境下它可以是和人类一起工作的自主机器人，在工厂中它可以充当没有防护罩的工业机器人。

        无论哪类机器人，都离不开传感器。传感器赋予了机器人视、力、触、嗅、味等多种感知能力，它们不仅能从外部赋予机器人感知功能，还能用于检测机器人自身的内部工作状态，通过对各关节的位置、速度、温度、载荷、电压等信息进行探测和了解，有效保证和提升机器人自身的运作和灵敏度。随着工业 4.0 趋势的发展，在工厂车间使用机器人、采取自动化和控制系统已成为提高生产效率和盈利能力的重要方式。对工业机器人自动化需求的提高，使得传感技术将继续成为数据收集的重要基础。

       扭矩检测

        扭矩传感器是用于测量反作用扭矩和旋转扭矩的传感器。扭矩仪带有一体式机械限动器，可增加过载容量并在安装和操作期间提供额外保护。TE为动态和反作用扭矩测量提供各种小量程传感器。可使用单个器件同时测量反作用扭矩和力，这些传感器还可以检测角度位置并提供速度测量。

        和工业机器人不同，协作机器人需要同工人进行交互，因此对安全性要求愈发强烈，需要集成大量监测和控制技术。其中一个技术是安全扭矩传感器，它可监测协作机器人上各种旋转枢轴点的机械扭矩。

        安全扭矩传感器通常集成在协作机器人的关节单元中。关节单元是一个完整的系统，通常包括一个或多个角度传感器，以及电机和谐波减速机。关节单元可驱动机器人每个手臂的运动，而扭矩传感器用于检测电机和谐波减速机内的扭矩。扭矩水平由控制电路用于关闭关节，以防止对机械臂本身造成损害，或者，如果协作使用，则防止相应的工人受伤。在机器人应用中，从使用功率限制系统到使用扭矩传感器的转变是由扭矩传感器为系统提供的优势推动的。

        扭矩传感器可缩短响应时间并提高精度，从而提高机器人系统的安全性和可靠性，并确保人员的安全性。

        Cobot环形安全扭矩传感器

        TE Cobot环形安全扭矩传感器以一件式挠曲件为起点，该挠曲件设计用于将旋转扭矩转换为机械应变。扭矩传感器基于集成的 MEMS称重传感器，可以将机械扭矩转换为与施加的扭矩成正比的数字输出信号。根据不同应用，可以建立扭矩阈值，让协作机器人在任何人受伤之前或对协作器人本身造成任何损害之前关闭。

        TE的安全扭矩传感器旨在提供准确的扭矩数据，同时更大限度减少交叉载荷误差（轴向载荷、径向载荷和倾斜力矩），并可充当谐波减速器中的密封壁。为了符合 ISO13849 类别 4 PL e 的功能安全要求，安全扭矩传感器的设计基于双通道系统，并包含用于检测任何安全相关故障的其他功能。TE的安全扭矩传感器专门针对协作机器人进行了优化，对串扰具有低易感性，从而增加了精确度。支持定制机械接口，传感器可轻松进行调整尺寸和测量范围，以满足客户的特定要求，在提高协作机器人的安全性和可靠性方面发挥着重要作用。

        力检测

        机器臂中需要大量的力检测和力反馈数据，来确定抓取物体过程中的力度是否合适，以及通过不同的称重数字保证制造过程的一致性。其中，力传感器担当着机械臂受力的使命。力传感器最基本的特性是灵敏度、稳定性、可重复性和精度。此外，力传感器还能够在正常使用和操作过程中承受一定程度的高过载（包括意外跌落和其他不可预见的压力）而不会损坏。

        FX29 按钮压缩式力传感器

        TE的FX29按钮压缩式力传感器，兼具高性能和性价比，同时设计尺寸非常紧凑。核心传感元件是一个半导体微机械硅压阻式应变片。每个力传感器有四个精心排布的MEMS裸芯片。这些应变片根据密切匹配的热/电工作特性配对，形成一个惠斯通电桥，其中两个应变片测量张力，另外两个应变片测量压缩力，应变片所依附的基板可在受到外界力或扭矩作用时变形。电桥产生的差分电压输出信号与外界施加在FX29基板上的力的大小成正比。

        与许多制造商使用的粘结箔应变片 (BFSG) 技术相比，半导体应变片具有75倍的灵敏度，因此可支持更硬的负载受力结构和更小的应力等级，但仍可产生10倍的信号输出，十分适合对于灵敏度和稳定性有高要求的机器手臂的应用。

        位置检测

        机器臂除了要监控动作的力度之外，还要监控其运动轨迹，并且对精度和响应有很高的要求。机器臂在作业过程中会产生电流，磁阻传感器会以增加垂直磁场的方式监测期间的阻值变化，从而测量出机械臂的角位移，以监测设备了解机器手臂的运动轨迹。有些材料中磁阻的变化，与磁场和电流间夹角有关，称为异向性磁阻效应，可用来精确测量磁场。各向异性磁阻 (AMR) 传感器是精确的非接触式设备，可对传感器感测到的磁场角度变化进行测量。

        KMXP系列位移传感器

        TE的KMXP系列位移传感器采用AMR技术，可在高温等严苛环境中提供出色的精度和可靠准确的测量。严苛环境中的应用需要即使暴露于油渍、污垢和灰尘中也能表现良好的传感器。这些传感器提供两种不同的DFN封装，可用于多种方向选择，这些封装可以轻松集成到几乎任何自动装配过程中。具体优势如下：

        高分辨率和高精度：采用非接触式测量技术的磁阻(MR)传感器，可在1-5mm范围之间提供10-50um的精确度。

        易于装配：DFN封装适用于任何PCB装配过程，可降低OEM制造成本。

        采用卷带包装可轻松集成。

        设计自由：垂直或扁平焊接版本，以及用于大的空气间隙应用的较小的传感器壁厚。

        卓越性能：可以承受高达150°C的温度，即使在脏污环境中都具有EMC防护性能，对污垢、油渍及灰尘不敏感。